Un processus qui modifie la régulation des gènes pourrait aider les coraux à s'acclimater aux impacts du réchauffement climatique.

Les cellules contrôlent généralement l'expression des gènes en ajoutant un groupe méthyle à une partie de l'ADN, changer la façon dont les informations sur l'ADN sont lues sans changer son code génétique. Les chercheurs de la KAUST voulaient déterminer si la méthylation de l'ADN pouvait jouer un rôle pour aider les coraux à s'adapter au changement climatique.

Ils ont placé des colonies de corail de chou-fleur lisse, Stylophora pistillata, dans des aquariums d'eau de mer avec des niveaux d'acidité variables pendant deux ans. L'acidification des océans est une conséquence du changement climatique et entrave la capacité des coraux à produire le squelette de carbonate de calcium dont ils ont besoin pour maintenir leurs structures. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que la méthylation de l'ADN pourrait permettre aux coraux d'atténuer ces effets en modifiant leur mode de croissance.

Après deux ans, l'équipe a séquencé les génomes des coraux et déterminé les changements dans les schémas de méthylation.

"Nous avons remarqué que les coraux cultivés dans des conditions plus acides présentaient des niveaux plus élevés de méthylation de l'ADN, " explique le généticien Yi Jin Liew. " Les gènes avec une méthylation accrue étaient liés à la croissance cellulaire et à la réponse au stress, mais pas à la calcification comme nous l'avions initialement proposé, " il dit.

En accord avec ce constat, l'équipe a découvert que la taille des cellules et des polypes dans les coraux augmentait également avec l'augmentation de l'acidité. "Les polypes coralliens se trouvent dans de petites cavités appelées calices dans lesquelles ils peuvent se retirer pour se protéger, " explique le biologiste moléculaire Manuel Aranda. Les polypes plus gros ont des calices plus gros. " Si le calice est plus gros, le corail a besoin de produire moins de squelette pour croître au même rythme. J'appelle cela "l'hypothèse du fromage suisse, ' où le corail fait des trous plus gros donc il doit faire moins de fromage, ce qui lui permet de croître à la même vitesse même si la production squelettique est altérée. » Ce trait serait avantageux dans un environnement où la compétition pour l'espace et la lumière est une pression sélective importante.

Les résultats indiquent que la méthylation de l'ADN peut être utilisée comme marqueur du stress corallien. Ce mécanisme épigénétique pourrait également être exploité pour faire pousser des coraux dans des conditions océaniques futures afin de les préparer à des températures accrues avant de les placer sur les récifs, dit Aranda. Ce processus est connu sous le nom de durcissement environnemental.

"Nous espérons que notre contribution changera la perception actuelle des biologistes des récifs selon laquelle l'épigénétique ne contribue pas beaucoup à la résilience des coraux, " dit Liew.

L'équipe prévoit ensuite d'étudier si ces changements épigénétiques peuvent être transmis aux générations futures. "L'idée est assez révolutionnaire, " dit Liew.